JP4064626B2 - 通信プロトコル - Google Patents
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Description
【発明の分野】
本発明は、マスタ・ユニットとスレーブ・ユニットとの間の通信の分野に関し、前記スレーブ・ユニットはあるタイプの構造、たとえば、半自律性の自動車を制御するために、マスタ・ユニットからダウンロードされた一組の命令を実行することができる。
【0002】
【発明の背景】
半導体デバイスにおける最近の技術開発は、小型で低コストのマイクロプロセッサ、たとえば、制御およびデータ収集のシステムにおける魅力的なコンポーネントであるシングルチップ・プロセッサを作り上げた。コンピュータ制御の制御システムの初期の頃においては、中央コンピュータがシステム内のすべての計算および入力/出力の動作を管理した。しかし、これらの新しいプロセッサによってその計算および入力/出力の動作をより小型のローカルなコンピュータ(スレーブ・ユニット)に分散させることが可能となった。そのスレーブ・ユニットは中央コンピュータ(マスタ・ユニット)から構成設定され、および/または監視されるようになっている。この方法によって中央コンピュータにおける制御関連の計算の仕事はなくなり、その能力を、たとえば、より良いユーザ・インターフェースなどのために使うことができる。しかし、実現可能なソリューションを得るためには、マスタ・ユニットとスレーブ・ユニットとの間の効率の良い、そして信頼できる通信が必要である。
【0003】
マスタ・ユニットとスレーブ・ユニットとの間の通信は、通常、一組のパラメータ(データ)に関連付けられた命令(コマンド)を含む。通常、コンピュータ・プログラムは、マスタ・ユニットからスレーブ・ユニットへダウンロードされ、そのダウンロードの後、スレーブ・ユニットがそのプログラムを実行する。しかし、そのダウンロードされたプログラムがスレーブ・ユニットにおいて実行されている間に、そのスレーブ・ユニットに対してマスタ・ユニットから追加の情報をダウンロードすることが必要になる可能性がある。さらに、コスト効率の良いソリューションを得るために、小容量のメモリおよび非常に限定された数の追加のコンポーネントを備えたシングル・チップのプロセッサが好まれる。したがって、スレーブ・ユニットにおいて通信に関連付けられた仕事が占めるメモリおよびプロセッサ時間はできるだけ少ないことが重要である。その通信の、別の、そして重要な態様はそれらの信頼性が高くなければならないことである。スレーブ・ユニットに対するコマンドが失われた場合、問題の制御システムの機能にとって致命的となり得る。
【0004】
米国特許第5,530,436号は、マスタ・ユニットとスレーブ・ユニットとの間の通信方法を開示しており、その中で1つの拡張ビットを含んでいる制御バイトがそれに続く第1のアドレス・バイトを伴って送信される。追加の第2のアドレス・バイトが必要な場合、拡張ビットがセットされ、追加の第2のアドレス・バイトが第1のアドレス・バイトに続く。これは第1のアドレス・バイトだけが必要である可能性が最も大きい場合に便利である。これはアドレスの効率的なコーディングであるが、コマンドおよび関連のデータも効率の良いコーディングを必要とすることを考慮せず、またこのコーディング方式は信頼性の処理手順を組み込んでもいない。
【0005】
【発明の概要】
本発明の目的は、特に、短いメッセージの大きな集合が通信されなければならない時に、効率的で柔軟性の高いプロトコルを提供する方法を提供することである。
【0006】
これは、マスタ・ユニットとスレーブ・ユニットとの間の通信方法によって本発明に従って達成され、その方法は少なくとも1つのコマンド・バイトをマスタ・ユニットからスレーブ・ユニットへ送信し、そのコマンド・バイトは以下の規則集合に従ってスレーブ・ユニットによって解釈されるデータ・バイト・カウンタ・ビットを含んでおり、その規則集合は、前記データ・バイト・カウンタ・ビットが第1の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットは期待されるデータ・バイトの個数である関連付けられたデータ・バイトの個数を表している情報を含み、前記データ・バイト・カウンタ・ビットが第2の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイトの期待される個数が得られる前にデコードされなければならない1つの数値を表している情報を含む、コマンド・バイトの送信のステップと;少なくともそのコマンド・バイトを受信するステップと;そのコマンド・バイトを解釈するステップと;その規則集合によって要求される個数のデータ・バイトを受信するステップとを含んでいる。
【0007】
結果として、スレーブ・ユニットとマスタ・ユニットにおいてメッセージを送信および受信することができ、比較的大量の短いメッセージを含んでいるメッセージの集合の効率的な通信が得られ、長いメッセージがあってもよいようにすることができる。あるいは、比較的大量の長いメッセージを含んでいるメッセージの集合の効率的な通信が得られ、短いメッセージがあってもよいようにすることができる。
【0008】
コマンド・バイトはメッセージ・カウンタをさらに含んでいてもよい。そのメッセージ・カウンタは新しいメッセージが送信されるたびに増加されるが、再送信の間には変化しない。それによって、より信頼性の高い通信方式が得られる。
【0009】
本発明によれば、本発明のさらにもう1つの目的は、情報が、たとえば、1つのスレーブ・ユニットにおいて受信される方法を提供することである。その方法は、以下の規則集合に従って、データ・バイト・カウンタ・ビットを含んでいるコマンド・バイトを受信し、そしてデータ・バイトを受信するステップを含む。その規則集合は、データ・バイト・カウンタ・ビットが第1の集合に属している場合、そのデータ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイトの期待される個数である関連付けられたデータ・バイトの個数を表している情報を含み;そのデータ・バイト・カウンタ・ビットが第2の集合に属している場合、そのデータ・バイト・カウンタ・ビットはそのデータ・バイトの期待される個数が得られる前にデコードされなければならない1つの数値を表している情報を含んでいるという規則集合である。
【0010】
結果として、スレーブ・ユニットまたはマスタ・ユニットにおいてメッセージを受信することが可能であり、比較的大量の短いメッセージを含んでいるメッセージの集合の効率的な通信が得られ、長いメッセージがあってもよいようにすることができる。あるいは、比較的大量の長いメッセージを含んでいるメッセージの集合の効率的な通信が得られ、短いメッセージがあってもよいようにすることができる。
【0011】
さらに、本発明によれば、本発明のさらにもう1つの目的は、たとえば、マスタ・ユニットから情報が送信される方法を提供することであり、その方法は、コマンド・ビットとデータ・バイト・カウンタ・ビットとを含んでいる少なくとも1つのコマンド・バイトを送信するステップと;以下の規則集合に従ってある個数のデータ・バイトを送信するステップとを含み、その規則集合は、データ・バイト・カウンタ・ビットが第1の集合に属している場合、そのデータ・バイト・カウンタ・ビットは送信されるべきデータ・バイトの個数である関連付けられたデータ・バイトの個数を表している情報を含み;データ・バイト・カウンタ・ビットが第2の集合に属している場合、送信されるべきデータ・バイトの個数が得られる前に符号化されなければならない1つの数値を表している情報を含んでいる。
【0012】
結果として、スレーブ・ユニットまたはマスタ・ユニットにおいてメッセージを送信することができ、比較的大量の短いメッセージを含んでいるメッセージの集合の効率的な通信が得られ、長いメッセージがあってもよいようにすることができる。あるいは、比較的大量の長いメッセージを含んでいるメッセージの集合の効率的な通信が得られ、短いメッセージがあってもよいようにすることができる。
【0013】
また、本発明は、マスタ・プログラムとスレーブ・プログラムとの間で情報を転送するためのデータ構造によって符号化されたコンピュータ読出し可能なメモリ・デバイスにも関し、その情報はある個数のデータ・バイトに関連付けられた少なくとも1つのコマンド・バイトを含み、マスタ・プログラムは関連付けられたデータ・バイトの個数に関する情報を含んでいる少なくとも1つのパラメータを伴うデータ構造を有しているカウンタを含み、前記パラメータは以下の規則に従って修正される。その規則は、そのコマンド・バイトがコマンドの第1の集合に属している場合、そのコマンド・バイトは関連付けられたデータ・バイトの個数を表している1つの値を含み、そして、そのパラメータがその値によって修正され;そのコマンド・バイトがコマンドの第2の集合に属している場合、そのパラメータは減らされた値によって修正されるという規則である。
【0014】
本発明によれば、本発明のさらにもう1つの目的は、スレーブ・プログラムの中で情報を受信するためのデータ構造によって符号化されたコンピュータ読出し可能なメモリ・デバイスを提供することであり、その情報はある個数のデータ・バイトに関連付けられた少なくとも1つのコマンド・バイトを含み、スレーブ・プログラムは関連付けられたデータ・バイトの個数に関する情報を含んでいる少なくとも1つのパラメータを伴うデータ構造を有しているカウンタを含み、そのパラメータは以下の規則に従って修正される。その規則は前記コマンド・バイトがコマンドの第1の集合に属している場合、そのコマンド・バイトは関連付けられたデータ・バイトの個数を表している値を含み、そして前記パラメータがその値で修正され;前記コマンド・バイトがコマンドの第2の集合に属している場合、前記パラメータは減らされた値で修正されるという規則である。
【0015】
本発明によれば、本発明のさらにもう1つの目的は、マスタ・プログラムの中で情報を送信するためのデータ構造で符号化されたコンピュータ読出し可能なメモリ・デバイスを提供することであり、その情報はある個数のデータ・バイトに関連付けられた少なくとも1つのコマンド・バイトを含み、マスタ・プログラムは送信されるべき関連付けられたデータ・バイトの個数についての情報を含んでいる少なくとも1つのパラメータを有するデータ構造を含み、前記パラメータは以下の規則に従って修正される。その規則は、前記コマンド・バイトがコマンドの第1の集合に属している場合、そのコマンド・バイトは関連付けられたデータ・バイトの個数を表している第1の値を含み;前記コマンド・バイトがコマンドの第2の集合に属している場合、前記パラメータは前記第1の値とは異なる値で修正されるという規則である。
【0016】
また、本発明は、マスタ・ユニットとスレーブ・ユニットとの間の通信のためのコンピュータ・システムに関し;データ・バイト・カウンタ・ビットを含んでいるコマンド・バイトを送信するための手段と、1つの規則集合に従って、データ・バイトを送信するための手段とを含み、その規則集合は、データ・バイト・カウンタ・ビットが第1の集合に属している場合、そのデータ・バイト・カウンタ・ビットは期待されるデータ・バイトの個数である関連付けられたデータ・バイトの個数を表している情報を含み、そしてデータ・バイト・カウンタ・ビットが第2の集合に属している場合、そのデータ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイトの期待される個数が得られる前にデコードされなければならない数値を表している情報を含むという規則集合である。そのシステムは少なくともコマンド・バイトを受信するための手段と、そのコマンド・バイトを解釈するための手段と、規則集合によって要求される数のデータ・バイトを受信するための手段とをさらに含む。
【0017】
本発明は、さらに、スレーブ・ユニットにおいて情報を受信するためのコンピュータ・システムに関し、そのシステムはデータ・バイト・カウンタ・ビットを含んでいるコマンド・バイトを受信するための手段と、以下の規則集合に従ってデータ・バイトを受信するための手段とを含んでいる。その規則集合は、データ・バイト・カウンタ・ビットが第1の集合に属している場合、そのデータ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイトの期待される個数である関連付けられたデータ・バイトの個数を表している情報を含み;データ・バイト・カウンタ・ビットが第2の集合に属している場合、そのデータ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイトの期待される個数が得られる前にデコードされなければならない数値を表している情報を含むという規則集合である。
【0018】
さらに本発明によれば、本発明のさらにもう1つの目的は、たとえば、マスタ・ユニットから情報を送信するためのコンピュータ・システムを提供し、それはコマンド・ビットとデータ・バイト・カウンタ・ビットを含んでいる少なくとも1つのコマンド・バイトを送信するための手段と、以下の規則集合に従ってある個数のデータ・バイトを送信するための手段とを含む。その規則集合は、データ・バイト・カウンタ・ビットが第1の集合に属している場合、そのデータ・バイト・カウンタ・ビットは送信されるべきデータ・バイトの個数である関連付けられたデータ・バイトの個数を表している情報を含み;データ・バイト・カウンタ・ビットが第2の集合に属している場合、そのデータ・バイト・カウンタ・ビットは、送信されるべきデータ・バイトの個数が得られる前に符号化されなければならない1つの数値を表している情報を含むという規則集合である。
【0019】
【好適な実施形態の詳細な説明】
図1は、スレーブ・ユニットとマスタ・ユニットとを備えている本発明の1つの好適な実施形態を示している。マスタ・ユニット1はトランシーバ(送信機および受信機)2とパーソナル・コンピュータ(PC)3とを含む。パーソナル・コンピュータおよびPCという用語は任意のタイプのコンピュータ、たとえば、組込み型のコンピュータおよび汎用コンピュータを含む。PC3は共通のPCインターフェース、たとえば、シリアルのRS332ポートまたは8ビットのパラレル・ポートを使ってトランシーバ2に対して配線によって接続されている。トランシーバ2は無線リンク13上でスレーブ・ユニット7との通信を担当する。トランシーバ2は選択されたPCインターフェースに従って動作するPCインターフェース4を含む。トランシーバ2は二方向のリピータおよび変調器および復調器5とをさらに含み、それはPCインターフェースからの信号を無線送信機および受信機のデバイス6に対して適応させた信号に変換し、そしてその逆の変換を行う。無線通信は、たとえば、無線送信、超音波または赤外線の手段によって実装することができる。
【0020】
トランシーバ2のようなスレーブ・ユニット7は二方向のリピータおよび変調器/復調器9と、送信機および受信機のデバイス8とを備えている。それによってマイクロプロセッサ10がマスタ・ユニット1と通信することができる。そのマイクロプロセッサはメモリ11と入力/出力モジュール(I/Oモジュール)12に対して接続されている。I/Oモジュールは、たとえば、電気的モータ、発光ダイオード(LED)、およびスイッチ、フォトダイオードなどのセンサに対する適切なインターフェースのためのドライバを含む。I/Oモジュールは、システムを制御することができるように構成されている。そのシステムは、たとえば、列車を駆動するためのモータ、および手動または自動のいずれかで列車を始動および停止させるためのセンサ/アクチュエータを備えている玩具の列車などであってよい。
【0021】
マスタ・ユニット1はマイクロプロセッサ10によって解釈される情報を送信する。その情報は、たとえば、命令および関連付けられたデータの形式での情報であり、それによって、マイクロプロセッサ10によって実行することができるコンピュータ・プログラムを構成することができる。1つの好適な実施形態においては、スレーブ・ユニット7は実行することができるコマンドおよびデータを含んでいるソフトウェアのプログラムを受信し、一方、スレーブ・ユニット7はそのソフトウェア・プログラムに対する追加の入力として提供されるさらに多くのコマンド/データを受信する。このようにして、制御プログラムをマスタ・ユニット1からダウンロードすることができ、そしてそのソフトウェアはPC3からのユーザ・コマンド以外にセンサ信号に応答することができる。
【0022】
同じように、スレーブ・ユニットは単純なアクノレッジ情報として、あるいは、たとえば、PC3に対するセンサ起動のコマンド/要求としてのいずれかでマスタ・ユニットに対して情報を送信することができる。
【0023】
図1に示されているシステムは比較的狭いバンド幅の無線リンクおよびスレーブ・ユニットを備えたシステムの一例であり、好ましい可能な最小のハードウェアである。これによって、少なくともその第1の態様において、本発明は無線リンク13上でのマスタ1とスレーブ7との間の通信に主として向けられている。
【0024】
情報は無線リンク13上で次のバイト形式で通信される。
【外1】
ここで、CMDはコマンド・バイト、DATA1〜DATANはそのコマンド・バイトに関連付けられたデータ・バイト、CHKはチェックサムである。チェックサムはコマンド・バイト(CMD)とそれに続いているデータ・バイト(DATA1〜DATAN)の切り詰められた8ビットの加算として計算される。バー( ̄)はバイトの補数を示すが、これらのバイトはチェックサムには含まれない。Nは特定のコマンドに続くデータ・バイトの個数である。このフォーマットはコマンドが送信される時に常に使われる。バイトの補数を送信することの目的は、トランシーバに対する直流成分のない信号を得ることである。さらに、ほとんどのシングル・チップのマイクロプロセッサはバイト指向であり、それによってこのバイトのフォーマットが実現可能になっている。
【0025】
本発明の実際的な実装は、ハードウェアおよびソフトウェアの組合せを含むことができる。マスタ・ユニット1とスレーブ・ユニット7との間の物理的なインターフェースは、論理データ信号を物理信号に変換し、またその逆の変換が可能なあるタイプのハードウェアをもちろん含むことができる。しかし、本発明はハードウェアで、ソフトウェアで、あるいはそれらの組合せで実装することができる。そのソフトウェアは、それを実行することができる任意のハードウェア・デバイス、たとえば、マイクロプロセッサ/メモリ10/11、PCインターフェース4またはコンピュータPC3において実行することができるプログラムの中に埋め込むことができる。
【0026】
図2は、本発明によるコマンド・バイトの中での1つの好適なビット割当てを示している。コマンド・バイト20は8個のビット、b0〜b7を有している。データ・バイト・カウンタ21は3つのビット、b0〜b2を含み、コマンド・バイトに続くデータ・バイトの個数Nを示す。コマンド23は4つのビット、b4〜b7を含む。メッセージ・カウンタ22は1つのビット、b3を含む。
【0027】
この割当ては伝統的にb4、b5、b6、およびb7によって符号化された16種類のコマンドが可能であり、各コマンドはb0、b1、およびb2によって符号化されている0〜7個のデータ・バイトを有している。
【0028】
データ・バイトの個数がコマンドの個数と組み合わされる場合、128種類の組合せが得られ、コマンドの暗黙のグルーピング、たとえば、16コマンドの8グループが0〜7個のデータ・バイトをそれぞれ有している。効率を良くするために、この7ビットの直接的なコーディングの128個の組合せは、このコーディング方式を使っている1つのコマンド・セットがこのコマンドのグルーピングに適合し、そして関連付けられた数のデータ・バイトに適合することが必要である。
【0029】
この暗黙の関連付けられた個数のデータ・バイトは、16個以上のコマンドが1つのデータ・バイトを使う場合にコマンドのグルーピングを避けるためにスキップされ、各7ビットのコマンドはそれぞれ固定された数のデータ・バイトに関連付けられなければならない。しかし、これによってデコード回路/ソフトウェアの複雑性が増加する。特に、デコーディングがバイト指向のマイクロプロセッサにおいて実行される時、特定の7ビットのコマンドに関連付けられているデータ・バイトの個数を示すためにルックアップ・テーブルを備える必要がある。他方、可能なデータ・バイトの個数が固定されていて、すべてのコマンドに対して等しい場合、単純なデコーディング回路を使うことができるが、この方式は効率的でなく、通信のバンド幅に関して、比較的大量のデータ・バイトを有している少数のコマンドの場合がサポートされなければならない。
【0030】
図3は、本発明によるコマンド・バイトおよび関連付けられた個数のデータ・バイトの3つの例を示している。A3、B3、およびC3の各例はコマンド・バイト20を含み、そのコマンド・バイトはデータ・バイト・カウンタ21、メッセージ・カウンタ22、およびコマンド23をさらに含んでいる。データ・バイト24は期待されるデータ・バイトであり、一方、バイト25は送信されないか、あるいは期待されないバイトである。
【0031】
例A3は、2進値が「000」であるデータ・バイト・カウンタ21が、期待されるデータ・バイトがないことを示している、コマンド・バイトを示している。
【0032】
例B3は2進値が「100」であるデータ・バイト・カウンタ21が1つのデータ・バイトが期待されることを示している、コマンド・バイトを示している。
【0033】
例C3は、2進値が「111」であるデータ・バイト・カウンタ21が、7個のデータ・バイトが期待されることを示している、コマンド・バイトを示している。しかし、本発明によれば、このコマンドのグループを期待されるデータ・バイトが1つだけであるように構成することが可能である。このオプションは比較的多数のコマンドが少数のデータ・バイトを使う場合に、より効率的なコーディング方式を提供する。
【0034】
図4は、可能なコマンドおよびデータ・バイトの個数の関数としてのコマンドの配分を示している。B4〜B7によって表されている4ビットのコマンド空間がコマンド軸に沿って8回繰り返されている。垂直の太線のバーは16個のコマンドのスパンを表している。いくつかのアプリケーションの場合、6および7のデータ・バイトは不要であり、したがって、これらの2つのグループはそれぞれデータ・バイトが0および1個であるグループへ移動される。たとえば、特定のコマンド(A4)がコマンドb4=1、b5=1、b6=1、b7=1でデータ・バイトが0個であるように符号化され、b0=0(LSB)、b1=0、b2=0(MSB)であり、ここで、LSBは最下位ビットであり、MSBは最上位ビットである。しかし、特定のコマンド(B4)はコマンドb4=1、b5=1、b6=1、b7=1で符号化され、6個のデータ・バイトがあり、b0=0(LSB)、b1=1、b2=1(MSB)である。しかし、コマンド(B)は、データ・バイトがないとして解釈される。この方式では、データ・バイト・カウンタによって示されている数とは異なる数のデータ・バイトを有している、たとえば、1、2、または17個のデータ・バイトを有している選択可能なコマンドの集合を構成することができ、一方、別の集合はデータ・バイト・カウンタによって示されているデータ・バイトの個数、たとえば、1、2、3、4、または5個のデータ・バイトを有している。LSBおよびMSBは都合によって逆の順序によって送信することができる。
【0035】
図5は、図4に示されている配分に従ってコマンドを送信するためのフローチャートを示している。好適な実施形態においては、図1に示されているマスタ・ユニットは開始状態40から送信手順をイネーブルする。その手順は、たとえば、コマンド・バイトおよびデータ・バイトのシーケンシャルなリストが格納されている先入れ先出しのFIFOレジスタから送信されるべき情報を読み出すことができる。状態41は、そのFIFOレジスタから1つのコマンド・バイトを読み出し、そして状態42はそのコマンド・バイトを送信する。状態43において、それはデータ・バイト・カウンタ21(図2)によって示されているデータ・バイトの個数、No_DBが値「6」に等しいかどうかがテストされ、これが成立した場合、そのコマンドにはデータ・バイトが関連付けられておらず、その手順は停止する。状態44において、データ・バイト・カウンタ21(図2)によって示されているデータ・バイトの個数、No_DBが値「7」に等しいかどうかがテストされる。これが成立した場合、状態47が1つのデータ・バイトをFIFOレジスタから読み出し、状態48がそのデータ・バイトを送信する。No_DBが「0」、「1」、「2」、「3」、「4」、または「5」のうちの1つの値に等しい場合、No_DB個のバイトが状態45においてFIFOから読み出され、状態46によって送信される。
【0036】
図5の中のフローチャートは、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実装することができる。図5のフローチャートまたはその一部分を実装しているソフトウェアはマスタ・ソフトウェアと呼ばれる。マスタ・ソフトウェアは上記のハードウェア・デバイス、すなわち、マスタ・ユニットおよび/またはスレーブ・ユニットのどれかにおいて実行することができるプログラムの中に埋め込むことができる。
【0037】
そのソフトウェアは任意のデータ記憶装置またはデータ伝送媒体の手段によって分配することができる。その媒体はフロッピー・ディスク、CD‐ROM、ミニディスク、コンパクト・ディスクまたはネットワークを含む。そのネットワークは、たとえば、インターネットであってもよい。ネットワークを経由して、本発明のソフトウェアの実施形態はコンピュータ・プログラムをダウンロードすることによって分配することができる。そのソフトウェアはマスタ・ソフトウェアだけを含むことができる。
【0038】
図6は、図4に示されている分配に従ってコマンドを受信するためのフローチャートを示している。1つの好適な実施形態においては、図1に示されているスレーブ・ユニットは、受信機がアクノレッジ信号によって送信機に対して応答しない限り、コマンド・バイト20(図2)を受信するために待機しながら受信モードになる。アクノレッジ信号は次のように受信された信号、
【外2】
であるか、あるいはそれに対する補数信号であることが好ましい。アクノレッジ信号はバイトのシーケンス全体が受信された時に送信または返送することができる。
【0039】
スレーブ・ユニット7は開始状態39において起動される。たとえば、スレーブ・ユニット7(図1)が受信モードにある時、状態30はコマンド・バイトを待ち、そのバイトの内容、すなわち、データ・バイト・カウンタのフィールド、No_DB、およびコマンド・フィールド(CMD)を読む。コマンド・バイトが受信されると、次の状態31がデータ・バイト・カウンタを値「0」に初期化する。状態32はデータ・バイトが続いていないコマンド・バイト、すなわち、コマンド・バイトから読まれたデータ・バイトの個数、No_DBが「0」または「6」に等しい場合を探す。状態32の結果が「真」であった場合、そのコマンド・バイトは状態38において記憶/実行される。
【0040】
状態32の結果が「偽」であった場合、それはデータ・バイトの個数、No_DBが「7」に等しいかどうか、すなわち、そのコマンド・バイトの後に1つのデータ・バイトだけが期待されるかどうかがチェックされる。No_DBが「7」に等しかった場合、データ・バイトが1つだけ期待され、そのデータ・バイト・カウンタが状態37において「7」に設定される。その期待されるデータ・バイトが状態35において読まれ、状態38において記憶/実行される。
【0041】
コマンド・バイトの中で読まれたデータ・バイトの個数が「1」、「2」、「3」、「4」、または「5」に等しかった場合、状態33の結果は「偽」であり、状態34、35、および36を含んでいるループに入り、そのループはデータ・バイトの個数がデータ・バイト・カウンタに等しくなるまで実行される。ループが実行されるたびに、データ・バイト・カウンタDB_CNTが増加される。与えられたコマンド・バイトに属しているすべてのデータ・バイトが検索された時、その受信機は新しいコマンド・バイトに対して待機する。この方法によって、図4に示されているコマンドの配分をデコードすることができる。
【0042】
本発明のもう1つの態様は、図2の中でビットb3として示されている単独ビットのメッセージ・カウンタ22である。このカウンタはより頑健な情報通信を得るために使われる。
【0043】
図6の中のフローチャートはハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組合せで実装することができる。図6の中のフローチャートを実装しているソフトウェアまたはその一部分はスレーブ・ソフトウェアと呼ばれる。スレーブ・ソフトウェアは上記のハードウェア、すなわち、マスタ・ユニットおよび/またはスレーブ・ユニットのどれかにおいて実行することができるプログラムの中で実施することができる。
【0044】
そのソフトウェアは任意のデータ記憶装置またはデータ伝送媒体の手段によって分配することができる。その媒体はフロッピー・ディスクおよびCD−ROM、ミニディスク、コンパクト・ディスクまたはネットワークを含む。そのネットワークはたとえば、インターネットであってよい。そのネットワークを経由して、本発明のソフトウェアの実施形態をコンピュータ・プログラムのダウンロードによって分配することができる。そのソフトウェアはスレーブ・ソフトウェアだけを含んでいてもよい。
【0045】
同様に、マスタ・およびスレーブのソフトウェアは上記のように単独のソフトウェア・パッケージの中で分配することができる。
【0046】
図7は、失われた、あるいは誤りのバイト・シーケンスが本発明によるメッセージ・カウンタによって、そして従来の技術による再送信フラグによってどのように扱われるかの一例を示している。一般性を失うことなしに、この例はマスタ・ユニットとスレーブ・ユニットとの間の伝送によって与えられ、その通信はコマンド・バイトを含んでいる。メッセージ・カウンタの場合、そして本発明の1つの態様に従って、マスタ・ユニットから送信された第1のコマンド・バイトX1はそのメッセージ・カウンタが「0」に設定されている。コマンド・バイトX1はスレーブ・ユニットにおいて正しく受信され、アクノレッジ信号Y1として返される。マスタ・ユニットはメッセージ・カウンタが1に設定されている新しいコマンドX2を送信する準備ができている。このメッセージに対するアクノレッジ信号Y2がマスタ・ユニットによって受信されなかった場合、コマンドX2が再送信される。ここで、メッセージ・カウンタは変更されないことに留意されたい。というのは、その通信は論理「1」に等しいメッセージ番号2を依然として処理しているからである。スレーブは受信するすべての新しいコマンドに対して変更ビットb3を受信しなければならないことを前もって知っている。
【0047】
再送信フラグを使っている時、その通信は間違う可能性がある。マスタ・ユニットは再送信フラグを「0」に設定してコマンドX1を送信する。スレーブ・ユニットはX1を受信し、アクノレッジ信号Y1を送信する。それはマスタ・ユニットの中において受信される。マスタはそれによって再送信フラグを「0」にセットした新しいコマンドX2を送信するための準備ができている。コマンドX2はスレーブ・ユニットによってアクノレッジされず、マスタ・ユニットはその再送信フラグを「1」にセットしてX2の再送信X2’を送信する。この再送信はスレーブ・ユニットによって正しく受信されてアクノレッジされる。コマンドX1がX2’に等しかった場合、スレーブ・ユニットはコマンドX2’をX1の再送信として「誤って」解釈する可能性があり、そしてそれによってそのコマンドを記憶または実行することなしに捨てる。
【0048】
マスタ・ユニットは、スレーブ・ユニットが互いに通信することができるのと丁度同じように、無線リンク上である個数のスレーブ・ユニットのうちの1つと通信できることが好ましい。スレーブ・ユニットは交換可能な情報に対して応答することができ、あるいはダミーのリピータとして動作することができる。本発明のこの態様は、この分野の技術に熟達した人であれば容易に実装することができる。しかし、これらの機能を提供する好適な方法はアドレス・フィールドADRのフォーマットを次のようにしてバイトを拡張することである。
【外3】
ここで、CMDはコマンド・バイト、DATA1〜DATANはコマンド・バイトに関係付けられているデータ・バイトであり、CHKはチェックサムである。Nはデータ・バイトの個数である。各スレーブ・ユニットはそれによってユニークなアドレスと関係付けられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 スレーブ・トランシーバ・ユニットとマスタ・トランシーバ・ユニットとを備えている本発明の1つの好適な実施形態を示す。
【図2】 本発明に従って、コマンド・バイトの中の好適なビット割当てを示す。
【図3】 本発明に従ってコマンド・バイトおよび関連付けられた数のデータ・バイトの3つの例を示す。
【図4】 可能なコマンドおよびデータ・バイトの個数の関数としてのコマンドの配分を示す。
【図5】 図4に示されている配分に従ってコマンドを送信するためのフローチャートを示す。
【図6】 図4に示されている配分に従ってコマンドを受信するためのフローチャートを示す。
【図7】 本発明によるメッセージ・カウンタによって、そして従来の技術による再送信フラグによって、失われた、あるいは誤りのバイト・シーケンスがどのように処理されるかの一例を示す。
Claims (29)
- マスタ・ユニットとスレーブ・ユニットとの間での通信方法であって、
‐コマンド・バイト(20)とある個数のデータ・バイト(24、25)とをマスタ・ユニット(1)からスレーブ・ユニット(7)へ送信し、前記コマンド・バイト(20)がデータ・バイト・カウンタ・ビットを含んでいる送信のステップと、
‐コマンド・バイト(20)および前記個数のデータ・バイト(24、25)を受信するステップとを含み、
データ・バイト(24、25)の個数は、以下の規則集合によって決定されることを特徴とし、前記規則集合は、
前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)がコマンドの第1の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイトの期待される個数である関連付けられたデータ・バイト(24、25)の個数を表している情報を含み、
前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)がコマンドの第2の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイト(24、25)の期待される個数が得られる前にデコードされなければならない1つの数値を表している情報を含むという規則集合である方法。 - 請求項1に記載の方法において、
メッセージが再送信される時を除いて、新しいメッセージが送信されるたびに前記コマンド・バイト(20)の中のメッセージ・カウンタ(b3)を増加させるステップをさらに含む方法。 - 請求項2に記載の方法において、メッセージ・カウンタ(b3)を増加させる前記ステップが、単独ビットを増加させるステップを含む方法。
- 請求項1に記載の方法において、コマンド・バイトを送信する前記ステップが、3つのビット(b0,b1,b3)がデータ・バイト・カウンタ・ビットであるコマンド・バイト(20)を送信するステップを含む方法。
- 請求項1に記載の方法において、データ・バイト・カウンタ・ビット(b0,b1,b2)を含んでいてコマンドの第1の集合に属しているコマンド・バイト(20)を送信する前記ステップが、6グループのコマンドのうちの1つを送信し、各グループがそれぞれ0、1、2、3、4、および5個のデータ・バイトに関連付けられている送信のステップを含み;そしてデータ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)を含んでいてコマンドの第2の集合に属しているコマンド・バイト(20)を送信する前記ステップが、2グループのコマンドを送信し、各グループがそれぞれ0個および1個のデータ・バイトに関連付けられている送信のステップを含む方法。
- 請求項1に記載の方法において、
スレーブ・ユニットをアドレスするためのアドレス・バイトを送信するステップと、
コマンド、データ、およびアドレスの各バイトに対して補数のバイトを送信するステップとをさらに含む方法。 - 請求項1に記載の方法において、
前記データ・バイトに続いてチェックサムを送信するステップと、
コマンド、データ、およびチェックサムの各バイトに対して補数のバイトを送信するステップとをさらに含む方法。 - 請求項1に記載の方法において、
受信された信号と全く同じであるアクノレッジ信号を返すステップをさらに含む方法。 - コンピュータ読出し可能な媒体であって、プログラムがその上に記録されており、前記プログラムは実行された時、請求項1から請求項8までのどれかに従う方法を前記コンピュータに実行させるようになっている媒体。
- スレーブ・ユニット(7)において情報を受信する方法であって、
‐ データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)を含んでいるコマンド・バイト(20)を受信するステップと、
‐ある個数のデータ・バイト(24、25)を受信するステップとを含み、
前記データ・バイトの個数は以下の規則集合に従って決定されることを特徴とし、前記規則集合は、
前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)がコマンドの第1の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイトの期待される個数である関連付けられたデータ・バイト(24、25)の個数を表している情報を含み、
前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)がコマンドの第2の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイト(24、25)の期待される個数が得られる前にデコードされなければならない1つの数値を表している情報を含んでいるという規則集合である方法。 - 請求項10に記載の方法において、コマンド・バイト(20)を受信する前記ステップが、再送信の間は変化しないままになっているメッセージ・カウンタ(b3)を受信するステップを含む方法。
- 請求項11に記載の方法において、メッセージ・カウンタ(b3)を受信する前記ステップが、単独のビットを受信するステップを含む方法。
- 請求項9に記載の方法において、コマンド・バイトを受信する前記ステップが、3つのビット(b0、b1、b2)がデータ・バイト・カウンタ・ビットであるコマンド・バイト(20)を受信するステップを含む方法。
- 請求項10に記載の方法において、データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)を含んでいてコマンドの第1の集合に属しているコマンド・バイト(20)を受信する前記ステップが、6グループのコマンドのうちの1つを受信し、各グループがそれぞれ0、1、2、3、4、および5個のデータ・バイトに関連付けられている、受信のステップを含み;そしてデータ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)を含んでいてコマンドの第2の集合に属しているコマンド・バイト(20)を受信する前記ステップが、各グループがそれぞれ0個および1個のデータ・バイトに関連付けられている2グループのコマンドの送信のステップを含む方法。
- 請求項10に記載の方法において、
アドレス・バイトを受信し、前記アドレス・バイトが受け付けられた場合に関連付けられたコマンドおよびデータのバイト(20、24、25)を解釈するステップと、
コマンド、データ、およびアドレスの各バイトに対する補数のバイトを受信するステップとをさらに含む方法。 - 請求項9に記載の方法において、
前記データ・バイトに続いているチェックサムを受信するステップと、
コマンド、データ、およびチェックサムの各バイトに対する補数のバイトを受信するステップとをさらに含む方法。 - 請求項10に記載の方法において、
受信された信号と全く同じであるアクノレッジ信号を返すステップをさらに含む方法。 - コンピュータ読出し可能な媒体であって、プログラムがその上に記録されており、前記プログラムは実行された時、請求項10から請求項17までのどれかに従う方法を前記コンピュータに実行させるようになっている媒体。
- 情報をマスタ・ユニットから送信する方法であって、
‐データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)を含んでいるコマンド・バイト(20)を送信するステップと、
‐ある個数のデータ・バイト(24、25)を送信するステップとを含み、
前記データ・バイトの個数は以下の規則集合に従って決定され、前記規則集合は、
前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)がコマンドの第1の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットは送信されるべきデータ・バイトの個数である関連付けられたデータ・バイト(24、25)の個数を表している情報を含み、
前記データ・バイト・カウンタ・ビットがコマンドの第2の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)は送信されるべきデータ・バイト(24、25)の個数が得られる前に符号化されなければならない1つの数値を表している情報を含むという規則集合である方法。 - 請求項19に記載の方法において、コマンド・バイトを送信する前記ステップが、メッセージ・カウンタ(b3)を送信するステップをさらに含み、前記メッセージ・カウンタは、メッセージが再送信される時以外は新しいメッセージが送信されるたびに増加されるようになっている方法。
- 請求項20に記載の方法において、メッセージ・カウンタ(b3)を増加させる前記ステップが、単独のビットを増加させるステップを含む方法。
- 請求項19に記載の方法において、コマンド・バイトを送信する前記ステップが、3つのビット(b0、b1、b2)がデータ・バイト・カウンタ・ビットであるコマンド・バイト(20)を送信するステップを含む方法。
- 請求項19に記載の方法において、データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)を含んでいてコマンドの第1の集合に属しているコマンド・バイト(20)を送信する前記ステップが、6グループのコマンドのうちの1つを送信し、各グループがそれぞれ0、1、2、3、4、および5個のデータ・バイトに関連付けられている送信のステップを含み;そしてデータ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)を含んでいてコマンドの第2の集合に属しているコマンド・バイト(20)を送信する前記ステップが、2グループのコマンドを送信し、各グループがそれぞれ0個および1個のデータ・バイトに関連付けられている送信のステップを含む方法。
- 請求項19に記載の方法において、
スレーブ・ユニットをアドレスするためのアドレス・バイトを送信するステップと、
コマンド、データ、およびアドレスの各バイトに対して補数のバイトを送信するステップとをさらに含む方法。 - 請求項19に記載の方法において、
前記データ・バイトに続いてチェックサムを送信するステップと、
コマンド、データ、およびチェックサムの各バイトに対して補数のバイトを送信するステップとをさらに含む方法。 - コンピュータ読出し可能な媒体であって、プログラムがその上に記録されており、前記プログラムは実行された時、請求項19から請求項25までのどれかに従う方法を前記コンピュータに実行させるようになっている媒体。
- マスタ・ユニット(1)とスレーブ・ユニット(7)との間で通信するためのコンピュータ・システムであって、
‐データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)を含んでいる前記スレーブ・ユニットに対して前記マスタ・ユニットからコマンド・バイト(20)およびある個数のデータ・バイト(24、25)を送信するための手段と、
‐前記コマンド・バイトと前記個数のデータ・バイトを受信するための手段とを含み、
前記データ・バイトの個数は以下の規則集合に従って決定されることを特徴とし、前記規則集合は、
前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)が第1の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイトの期待される個数である関連付けられたデータ・バイト(24、25)の個数を表している情報を含み、
前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)が第2の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイト(24、25)の期待される個数が得られる前にデコードされなければならない1つの数値を表している情報を含むという規則集合であるコンピュータ・システム。 - スレーブ・ユニット(7)において情報を受信するためのコンピュータ・システムであって、
‐データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)を含んでいるコマンド・バイト(20)を受信するための手段と、
‐ある個数のデータ・バイトを受信するための手段とを含み、
前記データ・バイトの個数は以下の規則集合に従って決定されることを特徴とし、前記規則集合は、
前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)が第1の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットは期待されるデータ・バイトの個数である関連付けられたデータ・バイト(24、25)の個数を表している情報を含み、
前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)が第2の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットはデータ・バイト(24、25)の期待される個数が得られる前にデコードされなければならない1つの数値を表している情報を含むという規則集合であるコンピュータ・システム。 - マスタ・ユニット(1)から情報を送信するためのコンピュータ・システムであって、
‐データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)を含んでいるコマンド・バイト(20)を送信するための手段と、
‐ある個数のデータ・バイト(24、25)を送信するための手段とを含み、
前記データ・バイトの個数は以下の規則集合に従って決定されることを特徴とし、前記規則集合は、
前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)が第1の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットは送信されるべきデータ・バイトの個数である関連付けられたデータ・バイト(24、25)の個数を表している情報を含み、
前記データ・バイト・カウンタ・ビット(b0、b1、b2)が第2の集合に属している場合、前記データ・バイト・カウンタ・ビットは送信されるべきデータ・バイト(24、25)の個数が得られる前に符号化されなければならない1つの数値を表している情報を含むという規則集合であるコンピュータ・システム。
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